混氢管道小孔泄漏气体的扩散与自燃过程分析

摘要

混氢天然气管道的气体泄漏扩散有别于纯天然气管道，因氢气逆焦耳-汤姆逊效应及气体泄压膨胀过程中前导激波面对空气的压缩加热作用，混氢天然气泄漏后易出现自燃现象，其扩散自燃过程与混氢浓度密切相关．利用AnsysFluent软件数值模拟了混氢天然气的泄漏扩散与自燃过程，通过对比纯氢气的泄漏扩散实验和泄漏自燃模拟结果验证了模拟的准确性．结果表明，当氢气体积分数超过30%时，泄漏气体出现剧烈的氧化还原反应并触发自燃，泄漏过程经历了膨胀增大、起旋卷曲和浮升扩散3个典型阶段．随着氢气体积分数的增大，触发自燃的空间高度、时间和温度均明显降低，高管输压力更是加快了泄漏气体的扩散与自燃进程．

关键词

混氢输送 / 泄漏扩散 / 自燃 / 数值模拟

基金资助

国家自然科学基金资助项目(51979238); 中国石油集团工程股份公司支撑项目(2019ZYGC-01-09); 四川省杰出青年科学基金资助项目(2023NSFSC1953)